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核反响堆不仅能发电还能上天:人类运用核能的技能开展简史
发布时间:2022-06-27 11:15:52 来源:竞彩亚博
 
 

  有关核裂变与链式反响的理论,在上世纪40年代就得到了学术界的认同。隐藏在原子核内部的,随同国际的诞生而呈现的巨大能量似乎是一头凶狠的远古巨兽,行将打破牢笼,来到这个国际。上图为正在叙述原子核物理学的费米博士。

  (费米博士是意大利人,二战迸发前几个月,他从意大利逃到美国。费米读大学期间,就现已开端为全校开设相对论课程了,前来听讲的教授川流不息。但终归因其博士论文在欧洲罕有人读懂而阳春白雪。)

  1942年12月2日,费米博士领导的团队建成了人类第一个核反响堆。在4.5分钟的时刻内,这个由铀、石墨和银堆成了大块头完成了人类初次可控核裂变,持续供给了0.5瓦的功率。(这个功率现在用来给手机充电都比较困难,但这确实宣告了核年代的降临。)

  在中子的炮击下,铀-235产生裂变,释放出很多能量,而在裂变的一起,会释放出更多中子。这些中子持续炮击其他铀原子核,然后敏捷扩展反响规划,构成核爆破。

  公元1945年8月6日,东京时刻上午8时15分17秒,美国陆军航空队的一架B-29轰炸机在日本广岛上空投下一枚名叫“小男孩”的(铀弹)。这是人类历史上第一次将核武器用于实战。

  这枚的爆破当量在今日看来尽管比较小(仅50万亿焦耳,也便是1.5万吨TNT),不到现代核武器当量的零头,但在72年前,那一瞬间造成了超越10万名当地居民的逝世,现已开端宣告了人类核武器年代的正式到来。

  公元1945年8月9日,上午11时02分,一架B-29轰炸机在日本长崎上空投下了人类历史上第二颗用于实战的“胖子”。

  这是一颗运用钚239的钚弹,并且是人类初次选用内爆式作业原理来激起一颗实战型,因而,无论是其研发仍是投进的细节,都具有比较大的工程技能含义和历史含义。

  至此,核能的理论与军事实践完成了闭环。最先进的工程技能与迄今为止依然是人类最接近国际终极问题的答案的能量方式被用于战役与各个大国之间的彼此震慑。

  当然,工作也没有那么失望。仍是有一些工程师,怀有“技能让日子愈加夸姣”的信仰,尽力让这种十分接近于真理的能量来历为提高人类的日子品质做出奉献。

  公元1949年,美国加州理工学院的38岁的H.S.Tsien博士 (中文名:钱学森)提出了核动力火箭发动机的概念。

  钱学森博士的原子能火箭发动机的概念,后来收拾进入了他的作品《星际飞翔概论》中。

  钱学森博士进一步提出了将原子反响堆与电推进火箭发动机结合起来的计划。预备用于未来的星际飞翔。

  电火箭和电推进技能,现在现已成功地运用在了多款卫星和深空探测器上了。(详见小火箭的公号文章《有关电推进发动机的几个想象》《离子发动机:星际远征的重要动力》)。

  公元1954年,钱学森博士写了一本书,名为Engineering cybernetics。钱学森博士是冯·卡门博士的得意门生,是美国国防部的参谋,一起也是喷气发动机作业室(美国喷气推进实验室的前身)的协作创建者。

  Engineering cybernetics这个姓名,直接翻译的话,是工程赛博。该书的中文正式译名为《工程控制论》。

  上图从左至右:普朗特博士、钱学森博士、冯·卡门博士:师爷、学生和教师三代人。

  安培、维纳和钱学森都说到的赛博这个词,现在现已成为了热词。无论是前期的自动化机械仍是后来的互联网和物联网,如同不说到赛博就不行时尚似的。

  把节点有机地组织起来,即使是看上去不起眼的小零件也能变成强壮的弹道计算机。把武器装备组成带有反应机制和自组织才能的作战体系之后,体系化的优势就体现出来了。

  把核能作为推进文明前进的动力而不是消灭城市的力气的测验,在上世纪50年代就开端萌发了。

  公元1951年12月20日,人类技能开展史产生了一个具有里程碑含义的事情:美国伊利诺伊州的阿贡实验室内,4只灯泡被点亮,而给这些灯泡供给动力的,正是一座核反响堆。

  这座曾经在第二次国际大战作为曼哈顿工程中的一部分的实验室,敞开了人类和平利用核能的年代。

  不过,就像小火箭常常说的那样,迄今为止,在人类工程技能开展史上,几乎没有任何一项尖端技能可以被军方所疏忽。

  并且不论这项技能的初衷到底是用于提高人类的日子质量仍是只是用来满意人类的好奇心,终究这些家伙大多都被拿来用于增强戎行的作战效能了。

  为了有用测验核反响堆在空中运刁难飞翔器的影响并尽量削减测验过程中对地面带来的辐射损伤,整个实验流程要遵从几个准则:

  其次,实验飞翔器只能在新墨西哥州和德克萨斯州上空飞翔,这些区域原本便是美国的传统核武器实验场;

  在实际操作过程中,为了以防万一,美国空军预备了一架B-50来进行伴飞。一旦飞机失控,开端扑向人口稠密区域,B-50以提早获得了授权对该机施行击落操作。

  别的,一旦该机发动机熄火,需求迫降在人烟稀少区域时。B-50上的几十位美国空军人员会马上紧随其后迫降,并敏捷控制住周边差异,召唤当地国民警卫队和差人施行紧迫分散。

  国际神洲际弹道导弹和本文的主角NB-36H核反响堆实验机同为康维尔公司的项目。

  两年前读过小火箭公号文章《从美国最早的洲际弹道导弹看项目办理》的老友或许还记得康维尔公司自筹经费的坚持与终究的成功。

  可是,他们同样是要做取舍的。洲际弹道导弹的技能成熟度和运用远景愈加明亮。终究,公司决议竭尽全力开展洲际弹道导弹技能,而把核动力轰炸机的项目暂时放置了。

  核反响堆的空中敞开实验,为人类积累了很多工程技能数据,这些数据和经历会对未来的运用供给协助。

  本文是邢强博士原创文章,属小火箭悦读系列。网易新闻·网易号“各有情绪”特征内容。欢迎朋友圈转发。



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